JavaScript (Node.js) 中的对象序列化

JavaScript (Node.js) 中的对象序列化：从 JSON 到二进制格式

序列化是将复杂的数据结构（对象、数组、Map、Set）转换为可以保存到文件、通过网络传输或发送到其他进程的格式的过程。在 Node.js 中，序列化被广泛使用：从 REST API 到进程间通信和缓存。在本文中，我们将介绍 Node.js 环境中用于序列化的主要工具和库，以及它们的优缺点。

1. 内置 JSON：事实上的标准

最简单和最流行的方法是使用全局对象 JSON 及其方法 JSON.stringify() 和 JSON.parse()。它在 Node.js 中原生支持，无需安装额外的包。

基本序列化示例：

const user = {  name: '阿列克谢',  age: 30,  roles: ['admin', 'editor'],  metadata: null};

// 序列化为字符串const jsonString = JSON.stringify(user);console.log(jsonString);// {"name":"阿列克谢","age":30,"roles":["admin","editor"],"metadata":null}

// 反序列化回对象const parsedUser = JSON.parse(jsonString);console.log(parsedUser.name); // 阿列克谢

JSON 的局限性：

不支持函数 — 对象的方法将被删除。
不支持循环引用 — 会引发错误 Converting circular structure to JSON。
忽略 undefined、Symbol、BigInt（后者会引发错误）。
将 Date 转换为字符串 — 反序列化时不会恢复为 Date 对象。

使用 replacer 进行自定义序列化：

const data = {  name: '测试',  date: new Date(),  secret: '不保存',  nested: { value: 42 }};

const json = JSON.stringify(data, (key, value) => {  if (key === 'secret') return undefined; // 排除字段  if (value instanceof Date) return value.toISOString(); // 显式格式化日期  return value;}, 2); // 带缩进的格式化

console.log(json);

2. 通过 Buffer 进行序列化：用于二进制数据

当需要传输二进制数据（图像、文件、protobuf）时，使用 Buffer 类。在 Node.js 中，Buffer 允许将字符串和对象转换为二进制格式并恢复。

Buffer 和 JSON 示例：

const obj = { message: '你好，世界！' };

// 序列化为 JSON，然后转换为 Bufferconst buffer = Buffer.from(JSON.stringify(obj), 'utf-8');console.log(buffer); // <Buffer 7b 22 6d 65 73 73 61 67 65 22 3a 22 d0 9f ...

// 恢复const restored = JSON.parse(buffer.toString('utf-8'));console.log(restored.message); // 你好，世界！

直接将数字序列化到 Buffer：

const buf = Buffer.alloc(8);buf.writeInt32LE(255, 0); // 写入 32 位整数buf.writeFloatLE(3.14, 4); // 写入 float

console.log(buf); // 二进制表示// 读取console.log(buf.readInt32LE(0)); // 255console.log(buf.readFloatLE(4)); // 3.140000104904175

3. flatted 库：循环引用的解决方案

如果您的对象包含循环引用（例如，DOM 树或图），标准 JSON 无法处理。flatted 库（作者：Andrea Giammarchi）解决了这个问题。

安装和示例：

npm install flatted

const { stringify, parse } = require('flatted');

const circularObj = { name: '循环' };circularObj.self = circularObj; // 循环引用

const json = stringify(circularObj);console.log(json);// {"name":"循环","self":"$1"}

const restored = parse(json);console.log(restored.name); // 循环console.log(restored.self === restored); // true